水利机械抗磨蚀技术的应用与发展

水利机械抗磨蚀技术的应用与发展

景世龙

河南省京港建工集团有限公司河南省467000

摘要：随着信息化时代的到来，我国的经济快速发展，水利水电工程的建设规模不断扩大，但是仍然存在一定的问题。水利水电工程运营过程中，水力机械磨损问题严重，不仅破坏生态环境，同时引发水土流失问题，需要及时的进行解决，提高水力机械的抗磨蚀能力。基于此，本文研究了水力机械的磨蚀机理，在此基础上，论述了水力机械抗磨蚀技术的应用，并对水力机械抗磨蚀技术的发展进行分析。

关键词：水利机械；抗磨蚀技术；应用

引言

水利水电工程随着我国经济建设和农业发展的需求在国民经济中的地位也随之提高，其影响力也在逐渐上升。但是由于我国河流含沙量较高，因此在水力机械运转过程中遭受了大量砂砾泥土的腐蚀，阻碍了水力机械的正常工作，大大增加了水力机械零件更换的频率，不但增大了经济损失，而且还不利于水利水电工程的运转，而相比较于生态环境的保护而言，为了能够尽快有效地保障水利水电工程的运转，有关部门和施工单位必须要加强对于水力机械抗腐蚀技术的重视，通过对先进水力机械抗腐蚀技术的引进和应用，有效地提高水力机械的使用寿命和工作效率，减少腐蚀带来的危害。

1、磨蚀机理分析

冲蚀磨损主要是沙粒在水力的作用下，对水力机械的表面进行摩擦、冲划，导致水力机械遭到磨损破坏。水力机械冲蚀磨损的程度，主要与水流强度、含沙量、泥沙颗粒等有关。水力机械的空蚀，主要是空化区域内空泡的溃灭，导致高频率的脉冲压力产生，从而引起水力机械的外表面疲劳磨损。磨蚀与空蚀具有不同的特点，磨蚀仅是对材料、零件造成破坏，不会影响机械的内部性能。但是空蚀具有渗透性，水力机械在被空蚀之后，不仅会导致材料脱落，还会使得机械的性能降低。根据磨蚀的形成机理，了解到可以通过改变含沙量、过流部件水流特性等方法，提高水力机械的抗磨蚀能力。

2、水力机械抗磨蚀技术的应用

2.1、水利枢纽布置

水利枢纽的布置水平无疑是保障水力机械抗腐蚀水平的重要因素，只有有效的加强水利枢纽的布置水平，才能够为水力机械减少腐蚀程度，避免较强的腐蚀，保障水力机械的运行效率。首先，要加强对于水利枢纽选址和布置的重视程度，适当的提高资金投入水平，将选址和布局工作交由专业的机构进行设计，保障设计水平，从而也进一步的保证了水利枢纽的布局水平，保障了水力机械的抗腐蚀水平。其次，有关施工单位在施工过程中要加强施工质量的保障，水利枢纽的布局水平不但与设计水平息息相关，也与施工水平有着紧密的联系，因此施工单位在施工过程中一定要提高施工水平，端正施工态度，尽职尽责的完成设计图纸要求，使用高质量的施工材料进行水利枢纽建设，保障水利枢纽的施工水平，从而保障水力机械的抗腐蚀水平，有效的延长水力机械的使用寿命。

2.2、合理的选择机组参数

合理的选择机组参数，能够降低水力机械的磨蚀程度。水利工程在发电过程中，由于压力的作用或导致水流的流速发生变化，形成空腔浊蚀，导致机组振动过快，加速机组的损耗[3]。因此，国家相关规定，对于不同类型的机组运行，都具有一定的标准。对于机组的使用，一般在非振动区域与减少振动区域内。面对机组的磨蚀问题，可以在转轮出口布设补齐装置，能够有效的降低磨蚀力度。根据相关调查可知，学科的选择机组参数，通常情况下参数可以设置为：轴流与贯流式机组的流速通常设置为V≤13m/s，转轮出口转速设置为≤32m/s，相对流速设置为W≤36m/s。由于V的计算过程比较繁琐，通常通过改变U去控制参数。

2.3、水力机械过流部件设计

水力机械过流部件设计结构合理性是保障水力机械受腐蚀程度的重要因素之一，由于过流部件的特殊作用，因此对于水力机械抗腐蚀水平的提高有着非同寻常的作用。所以有关厂家必须要加强对于水力机械过流部件结构设计的重视，可以适当的通过引进国外先进水力机械设计技术来补充和完善过流部件的设计水平，通过吸取先进的设计理念和设计方案来提高我国水力机械过流部件的结构设计水平，有效的防止大量砂砾泥土等腐蚀物的堆积，加强对于水力机械的保护，保障水力机械的运转水平。除此之外，由于水力机械的特殊性，较为大型的水利水电工程可以进行定制水力机械来进一步的确保水力机械过流部件的合理性，大型水利水电工程对于水力机械的过流部件要求也更为严格，由于大型水利工程水力机械面临的腐蚀效果较强，因此有关单位可以通过对于河流的流向以及堆积物等因素的考察后有针对性的定制水力机械，使水力机械的过流部件可以很好的适应运行周围环境，防止砂砾泥土堆积和过度腐蚀，保障水力机械的运行效果。

3、水力机械抗磨蚀技术的发展

3.1、金属焊条堆焊

水力机械抗磨蚀技术，主要是保护水力机械的表面，从而降低水流流速、沙石的磨蚀。水力机械抗磨蚀技术的发展，可以从制造工艺、表面防护等方面入手，从而提高水力机械抗磨蚀技术水平。金属焊条堆焊，是比较常用的抗磨蚀技术之一，具有一定的研究价值。金属焊条堆焊具有一定的优势，其堆焊层比较坚固、抗磨蚀的能力较强，并且操作比较简单，施工成本较低。金属焊条堆焊，主要是将焊层与基体进行融合，从而提升材料的强度。金属焊条堆焊具有一定的局限性，其冲淡率较大，堆焊过程厚度不均匀，要求材料的可焊性较高。金属焊条堆焊，容易发生水力机械空蚀现象，未来需要大力研发，从而弥补金属焊条堆焊的不足。

3.2、高速火焰喷涂高速火焰喷涂是一种比较新型的抗磨蚀技术，具有较大的研发价值。高速火焰喷涂，主要是利用碳化钨涂层增强水力机械的抗磨蚀能力。碳化钨涂层，具有密度高、硬度强等特点，能够有效的抵抗沙石的摩擦。高速火焰喷涂技术，主要是将涂层与母材进行融合，提高材料的强度与硬度。高速火焰喷涂的涂层较薄，对于叶片的线形影响程度较小，不会影响水力机械的使用性能。高速火焰喷涂，同样具有一定的局限性，对于空蚀的防御能力较弱，并且施工成本较高。高速火焰喷涂，目前还处于研发阶段，仅在大型机组方面使用，未来会不断进行更新。

结束语

水利水电工程的建设和发展是我国经济发展的必然要求，而水力机械作为影响水利水电工程运转水平的重要因素，在实际的运行过程中面临着严重的腐蚀威胁，所以有关部门和单位要着重加强对于水力机械抗腐蚀技术的重视，有效提高水力机械的抗腐蚀水平。通过对水力机械抗腐蚀水平的提高推动和促进水利水电工程的建设和运转，也推动我国能源领域改革和农业的可持续发展。

参考文献：

[1]张宏中，田磊，赵小康.水力机械抗磨蚀技术的应用与发展[J].内燃机与配件，2017（24）：137-138.

[2]张磊，陈小明，吴燕明，周夏凉，赵坚，伏利，毛鹏展，刘伟.水轮机过流部件抗磨蚀涂层技术研究进展[J].材料导报，2017，31（17）：75-83.

[3]何轩.水力机械抗磨蚀技术的应用与发展[J].科技资讯，2017，15（15）：94+96.

[4]李志红，梁兴，吴利国.涂层孔隙率对水力机械抗磨蚀性效果的影响[J].水电能源科学，2016，34（12）：168-170.

[5]方勇.超音速火焰热喷涂WC抗磨蚀涂层关键技术研究与应用[D].浙江工业大学，2016.